利用NI FlexRIO开发高速、紧凑型OCT成像系统

　　下一代方案

　　为了对新的架构进行原型制作，我们使用通过NI LabVIEW FPGA模块 的NI FlexRIO FPGA模块。NI LabVIEW FPGA模块是一种图形设计语言，可以无需知道VHDL编码设计FPGA电路。NI FlexRIO 把可互换、可定制的I/O适配器模块与PXI或者PXI Express总线中的用户可编程FPGA模块结合在一起。

　　对于I/O，我们使用定制的适配器模块，把用于数据采集的高速ADC(100 MS/秒、12位分辨率)与用于激光扫描器控制的数模转换器(DAC)电路(50 kS/秒、12位分辨率)结合在一起。通过使用NI FlexRIO对新系统进行原型制作，我们能够快速获得工作方案并且确定是否需要改动。我们最初使用LabVIEW在主机端开发算法(FFTs、内插和直流偏移)。在验证算法之后，这些算法被移至FPGA上，以加快处理性能。而且，由于I/O从为主机电脑提供PCI Express接口的FPGA后端分离，我们可以快速确定需要的硬件变更。 在证实硬件和固件的运行令人满意后，我们非常有信心地把算法移到了具有相同的规格、且更易部署的PCI Express板卡上。图3表示新的系统配置。

　　实现更快处理并且减少系统体积

　　获取数据后，在FPGA中对数据进行处理，并且把数据送回至电脑。在把处理从电脑移至FPGA后，我们发现速度明显加快，并且明显提高了视频显示率。与以前10帧/秒的图像显示率相比，借助新的基于FPGA的系统配置，我们实现了40帧/秒的图像显示率，或者说性能提高了四倍。

　　我们的系统现在可以更快地显示物体(包括人体器官和其他移动的样品)的图像。而且，新的基于FPGA的系统可以提供实时测量信号处理，通过消除测量和显示之间的延迟，提高显示性能。图4表示成像系统的LabVIEW面板。

　　在常规系统配置中，我们需要两个装置 – 用于数据采集的数字化仪和用于控制扫描器的D/A 板卡。我们还需要进行额外布线，使装置同步。借助新的平台，我们可以在单一模块中合并数据采集并且控制I/O，并且利用FPGA使这两种功能同步，因此可以更加容易地对系统进行构建、接线和配置。另外，由于不再需要进行额外接线，我们可以节省空间。

　　由于系统体积减少，我们可以人工搬运整个系统，增加产品在各种地方中的新应用。